基于蒙特卡罗模拟的α能谱拖尾分析

α能谱测量是通过对放射性核素释放α粒子能量的测量来实现核素识别和定量分析的技术.α能谱易受测量样品形态的影响,存在着向低能拖尾的现象,这降低了α能谱测量的准确性.为了分析α能谱谱形特点,采用蒙特卡罗程序Geant4模拟了~(241)Am源的α能谱,并对可能造成~(241)Amα能谱峰拖尾的因素进行了模拟分析.结果表明,~(241)Am源上沉积的灰尘是其α能谱峰拖尾的主要原因;采用最小二乘法拟合可以对沉积灰尘的粒径分布进行估计.这项工作也表明基于蒙特卡罗模拟的α能谱分析可获得测量样品更多特性(如形状),有助于提高α能谱的分析能力.     

三氟化硼Bonner多球谱仪的中子源能谱测量方法

为解决~3 He气体短缺且价格日益昂贵所造成的中子能谱测量装置灵敏元缺乏问题,研制了一套BF3正比计数管多球谱仪系统。基于蒙特卡罗方法对Bonner多球谱仪系统的细致结构进行建模,模拟计算得到了探测器能量响应灵敏度;在中国原子能科学研究院的高压倍加器上使用2.86MeV与14.84MeV能量的中子对谱仪系统的探测器能量响应灵敏度进行了标定,结合模拟结果确定了谱仪系统在实验条件下的能量响应灵敏度;使用此谱仪系统对241 Am-Be中子源能谱进行了测量,对多球谱仪测量结果使用自编Gravel算法进行逆卷积解谱,解谱所得能谱与~(241)Am-Be中子源标准能谱的对比结果表明,在总体不确定度小于21.46%的范围内二者符合良好,验证了整套多球系统具有较高的可靠性。该三氟化硼多球谱仪系统有望在加速器、反应堆及同位素中子源环境的中子能谱与剂量检测中得到更为广泛的应用。     

平面型CdZnTe探测器电荷收集效率对能谱测量的影响

采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器, 模拟²⁴¹Am(59.5 keV)与¹³⁷Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器. 通过在Geant4 中添加Hecht 方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率. 根据模拟输出的能谱, 结合能量沉积分布、电子-空穴对分布及其相互作用类型, 在考虑电荷收集效率的情况下, 研究了探测器能谱测量的变化.结果发现, 在考虑电荷收集效率后, 能谱向低能部分偏移, 偏移程度与最大电荷收集效率紧密相关.     

不确定度评价方法在高纯锗探测器参数修正中的应用

将统计性不确定度评价方法应用到高纯锗(HPGe)探测器参数的标定和修正工作中. 结合蒙特卡洛模拟和统计性不确定度评价方法,分析探测器参数在探测效率模拟结果中的相对重要性,对重要参数同时进行多次简单蒙卡抽样,模拟计算探测器对多空间点多γ源的探测效率,找出真实效率与模拟效率的最小偏差,即能确定最佳探测器参数. 结果表明,此方法修正探测器参数后,对60Co,137Cs, 241Am源在标定点的模拟效率与真实效率相对误差均小于0.5%,在3个验证点的模拟效率与真实效率相对误差均小于0.5%.     

便携式α-β-γ谱仪设计

现有便携式谱仪无法同时对α-β-γ射线进行测量,使得相关人员对α-β-γ混合场景的评估与处理存在不便,因此研制了一套便携式α-β-γ谱仪以解决上述问题. 谱仪采用PIPS探测器和LaBr3(Ce)探测器分别对α-β粒子和γ射线进行测量,获取高分辨的能谱. 经测试,谱仪的α能量分辨率小于140 keV (5.486 MeV,0.1 atm),α表面发射率响应67.34% (241Am),β表面发射率响应19.13% (90Sr-90Y),γ能量分辨率小于3.4% (662 keV). 因此谱仪可同时测量α-β-γ射线并获取高分辨的能谱,有助于相关人员对测量现场做出快速准确的评估与处理.     

α谱仪探测效率的理论计算与实验测定

谱仪的探测效率表征了探测器接收和记录信息的能力.为了更精确的测量α放射性核素的活度,定准α能谱仪的探测效率是非常必要的.本文利用查圆面源对窗的几何因子表和基于蒙特卡罗思想的MatLab模拟这两种方法对α谱仪探测效率进行了理论计算,并用Matlab软件对这两者所得的数据进行了比较分析,结果表明在5.5％的.对误差范围内两者可以近似相等.通过241 Am标准面源与氡子体标准源对α谱仪的探测效率进行了测量,发现用241 Am标准面源测得的探测效率与理论计算的探测效率相差很大,用氡子体标准源测得的探测效率与理论值符合的很好.研究表明241 Am标准面源的活度的均匀性与准确性以及尺寸定位的准确性是造成241 Am标准面源探测效率实验值与理论计算值差异的主要原因.     

仿真人体肺中铀、镅、钚沉积量测定及影响因素研究

仿真人体模型肺中镅、钚、铀沉积量的测量是活体同等测量技术的对照基础.将肌肉组织、肺组织等效材料制成吸收片,用不同γ谱仪测量出其对241Am源不同特征X射线、γ射线(<60 keV)的吸收系数;选取241Am的59 keV特征峰并用γ能谱分析定量测定其放射性活度;利用工业CT获得人体模型肺检区肌肉组织、肺组织等效材料厚度及肋骨的间隙尺寸.全面分析了仿真人体模型肺中点沉积241Am测量系统的性能、水平、可靠性和准确度,研究了影响定量测量的因素和校正方法,检验了定量分析的可靠性,分析了测量误差的来源.     

利用过零时间法n-γ甄别的快中子能谱仪

本文报告了一台测定能区为1—15Mev的快中子能谱仪.它以过零定时法进行脉冲形状甄别,对~(88)YΥ~源的Υ甄别效率为99.8%;以φ28×21mm芪晶体作闪烁体;以DARIO56AVP光电倍增管收集光脉冲:光电倍增管由两个高压电源作桥式供电.对14Mev 中子的能量分辨率为6.5%,效率大于5%.在150KV中子发生器上与氘束成45°角方向测出的T(d,n)反应的中子能量为14.42Mev;测量了~(252)Cf自发裂变中子谱,得出核温度为1.47Mev:同时还测量了~(241)Am/Be源发射的中子谱.     

基于GAGG闪烁体探测器卫星小载荷的组装与测试

介绍北京师范大学天格计划团队研制的以Cerium-doped Gadolinium Aluminum Gallium Garnet (GAGG)闪烁体探测器为核心的卫星小载荷（BNU-120）的组装与测试工作．组装中,4个GAGG晶体（每个3.8 cm×3.8 cm×1.0 cm）通过硅胶与64个SiPM (Silicon Photomultiplier, Sensl MicroFJ-60035-TSV)耦合．实验在15 ～1330 keV范围内标定和测试了温度和偏压对探测器信号幅度的影响、探测器的能量与道址关系、探测器的能量分辨率与能量的关系,以及探测器的探测效率与能量的关系．标定测试结果与天格计划团队先期研发载荷标定数据一致,且探测器探测效率实验测量数据与基于Geant4的蒙特卡罗模拟数据相符．标定数据将用于未来BNU-120发射后在轨探测数据的修正．      

双能γ射线穿透法测定土壤密度和水含量的蒙特卡罗模拟

本文采用蒙特卡罗程序模拟得到241Am、137Cs发出的能量分别为60 keV和662 keV的γ射线对干土和水的质量衰减系数,从而标定土壤密度、水含量与两种射线的透射率的函数表达式.模拟检测表明,由该表达式测量同种干土制备的土壤样品的土壤密度和水含量精确度较高,可满足实际测量要求.     

电子注入对CdSe探测器性能的影响

研究了一种制作CdSe室温核辐射探测器的新工艺，并通过对CdSe室温核辐射探测器MIS接触电极电子注入机理的研究发现，CdSe探测器形成MIS接触电极可以降低表面漏电流，减少探测器噪声，提高探测器能量分辨率。制备出的CdSe室温核辐射探测器对^241Am 59.5keV和^109Cd 87KeV γ射线的能量分辨率分别为9．6％和7．5％。     

深井放射性含水率计的一种方案的可行性实验

通过对电子器件进行的温度实验,提出一种在电子器件的环境温度不超过150℃的,用~(241)Am核素测量石油含水率的方案。     

LabVIEW环境下示波器的数据采集系统

基于数字示波器和通用计算机,利用Lab VIEW软件,开发了一套核分析信号能谱测量系统。为了验证系统的可靠性,应用该系统测量了241Amα粒子的电荷积分能谱,并在相同条件下与多道采集卡的结果进行比较。实验结果表明:该系统与多道获得的241Am电荷积分能谱图基本一致;当信噪比高于7∶1时,系统能谱的非线性小于1%;当信号频率大于示波器采样率时,存在数据丢失但不影响能谱的特点。研究结果表明,在能谱信号频率不高的情况下,基于示波器的数据采集系统的能谱线性和稳定性很好,能满足测量要求。     

DPF脉冲中子源中子产额的活化测量研究

活化测量是等离子体焦点 (DPF)中子源的窄脉冲、高注量率中子辐射产额的有效测量方法。为提高活化探测器的测量精度 ,采用了散射中子的屏蔽措施。详细讨论了探测器的标定方法 ,用饱和照射后截止的方法 ,在加速器中子源上给出了 3个探测距离下的标定曲线和标定系数。对标定中的物理问题 ,如探测器死时间对其测量范围的影响、银的两种衰变对标定结果的影响等进行了分析。估计了主要测量误差 ,并提出了实际使用中对散射中子影响的处理方法     

电子碰撞Ag的L壳层电离截面的测量

作者用Si(Li)探测器测量了能量为5～2keV的电子碰撞Ag的L壳总平均电离截面；用Monte Carlo方法计算的电子反射能谱，修正了来自衬底的反射电子对测量结果的影响．作者对实验结果与Cryzinski的理论计算结果进了比较．     

碘化钠探测器和高纯锗探测器γ能谱仪性能比较

用碘化钠(NaI)闪烁体探测器和高纯锗(HPGe)半导体探测器γ能谱仪测量了^137Cs-^152Eu标准放射源和铅室本底的γ射线能谱．分析研究NaI探测器与HPGe探测器的能量分辨率、探测效率等特性，通过能谱分析还给出了铅室本底中可能含有的放射性核素，并对HPGe探测器进行了部分能量范围内的效率刻度．     

闪烁薄膜中子探测器灵敏度Monte Carlo计算

闪烁薄膜探测器的灵敏度和中子/γ分辨能力与闪烁晶体厚度密切相关,合理选择闪烁晶体厚度是探测器设计的关键。该文应用Monte Carlo方法模拟了中子和γ射线与闪烁晶体的相互作用过程,计算研究了晶体厚度对探测器灵敏度及中子/γ分辨能力的影响,给出了0.1~16.0MeV中子和γ射线照射下探测器的相对灵敏度,并结合部分能点的实验室标定数据,得到了探测器灵敏度能量响应曲线和中子/γ分辨率。理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定趋势基本一致。     

EDXRF分析方法中最佳激发源角度的研究

在用同位素源激发的能量色散X射线荧光（EDXRF）方法分析样品时, 装置中的激发源、探测器和样品之间的几何条件对测量效率有一定的影响. 本文使用EDXRF分析谱仪, 采用不锈钢窗241Am源激发BaSO4样品;对影响测量的因素：样品直径、激发源与样品之间的几何角度、激发源与探测器之间的横向距离进行了研究. 得到：随样品直径的增大, 最佳激发源角度逐渐减小, 当样品直径增大到一定大小后, 最佳角度不随样品直径的继续增大而变化, 基本为一稳定值;由于“在线”分析需要, 需要增大激发源和探测器之间的横向距离, 而最佳激发源角度随横向距离的增加呈线性增长.     

低能光子源含水率-密度计复合源的研究

本文报导了利用~(241)Am激活银产生的22keV低能X射线和~(238)Pu经0.5mm厚的钼片吸收后放出的100keVγ射线组成的复合源取代~(109)Cd源作成的低能光子源含水率-密度计。它具有半衰期长、成本低、不需经常调整仪器参数和更换放射源,同时又满足所需的精度要求等优点。     

从动力堆元件1AW中分离和回收铯-137

一、前言随着世界各国动力堆的迅速发展,从动力堆元件1AW中分离和回收~(137)Cs、~(90)Sr、~(147)pm、~(237)Np、~(241、243)Am、~(242、244)Cm、~(99)Tc、Rh以及Pd等核素,已成为当前和长远高放裂变废液综合利用与安全处理的发展方向。在从深度辐照元件的1AW中分离超钚元素~(241、243)Am和~(242、244)Cm以前,先将~(137)Cs、~(90)Sr回收,这不仅可以得到有用的放射性同位素,而且还显著地降低了1AW的β、γ辐射水平,为~(241、243)Am、~(242、244)Cm等核素的分离提取创造了有利的条件。